發(fā)布時(shí)間: 2025-09-26 點(diǎn)擊次數(shù): 91次
低溫真空冷凍干燥機(jī)是一種在低溫條件下,通過(guò)真空技術(shù)將水分從物質(zhì)中去除的設(shè)備。其工作原理主要依靠在真空環(huán)境下,將樣品冷凍至低溫,并通過(guò)升華(固態(tài)水直接轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水)去除水分。由于其高效、低溫、無(wú)損的特性,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、生物制品、食品、化工等領(lǐng)域。

1.樣品凍結(jié):
樣品首先被冷卻到低溫狀態(tài),通常會(huì)達(dá)到-40℃到-80℃之間。此過(guò)程通過(guò)冷凍系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),目的是將物質(zhì)中的水分轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)冰。
2.真空環(huán)境下升華:
在低溫下,冷凍后的樣品被放入真空室內(nèi),真空系統(tǒng)將氣壓降至低于物質(zhì)的冰點(diǎn)壓力。此時(shí),固態(tài)水分開(kāi)始通過(guò)升華過(guò)程直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)水,而不經(jīng)過(guò)液態(tài)階段。升華作用是冷凍干燥過(guò)程的關(guān)鍵。
3.去除水分:
通過(guò)真空系統(tǒng)的抽氣作用,水分以氣體的形式被帶走。此過(guò)程的溫度較低,因此樣品本身不會(huì)發(fā)生熱降解,保持了其原有的結(jié)構(gòu)和成分。
4.樣品干燥完成:
經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后,樣品中的水分被全去除,干燥過(guò)程完成。最終得到的干燥物質(zhì)體積大大減小,且保持了較好的活性。
部分組成:
1.冷凍系統(tǒng):
冷凍系統(tǒng)負(fù)責(zé)將樣品快速冷凍到所需的低溫,常用的冷凍方式包括機(jī)械冷凍和液氮冷凍。冷凍系統(tǒng)的工作效率直接影響整個(gè)冷凍干燥過(guò)程的時(shí)間和效果。
2.真空系統(tǒng):
真空系統(tǒng)通過(guò)抽氣設(shè)備降低環(huán)境氣壓,使樣品處于低壓狀態(tài),促使水分通過(guò)升華去除。常用的真空泵有旋片式真空泵和干式真空泵。
3.干燥室:
干燥室是樣品放置的地方,通常設(shè)計(jì)為多層結(jié)構(gòu),以便在有限空間內(nèi)增加樣品的數(shù)量。干燥室內(nèi)保持低溫和真空環(huán)境,以確保升華過(guò)程的順利進(jìn)行。
4.加熱系統(tǒng):
加熱系統(tǒng)通過(guò)熱傳導(dǎo)加熱樣品,在保持低溫的前提下,促進(jìn)水分的升華。加熱系統(tǒng)通常使用輻射加熱或?qū)峒訜岬姆绞健?/span>
5.控制系統(tǒng):
控制系統(tǒng)通過(guò)PLC(可編程邏輯控制器)或計(jì)算機(jī)進(jìn)行溫度、壓力、時(shí)間等參數(shù)的監(jiān)控和調(diào)節(jié),確保整個(gè)干燥過(guò)程的穩(wěn)定性和可控性。
6.冷凝器:
冷凝器用于冷凝升華過(guò)程中釋放的水蒸氣,并將其收集,防止水蒸氣對(duì)環(huán)境或設(shè)備造成污染。
低溫真空冷凍干燥機(jī)的優(yōu)勢(shì):
1.保持物質(zhì)原有形態(tài):
由于低溫干燥的方式,樣品中的水分通過(guò)升華去除,避免了高溫處理帶來(lái)的熱降解,因此可以有效保持物質(zhì)的原有形態(tài)、活性和營(yíng)養(yǎng)成分。
2.長(zhǎng)期保存:
低溫真空冷凍干燥后的樣品體積大大減小,且沒(méi)有水分,使其在常溫下能夠較長(zhǎng)時(shí)間保存,尤其適合保存生物制品、藥物等敏感物質(zhì)。
3.減少重量和體積:
通過(guò)冷凍干燥,物質(zhì)中的水分全被去除,減少了樣品的重量和體積,便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存。
4.無(wú)化學(xué)添加劑:
低溫真空冷凍干燥不需要使用任何化學(xué)防腐劑,相比于傳統(tǒng)的干燥方法,能夠更好地保留物質(zhì)的天然成分。